Nuevos análisis de datos obtenidos por la misión Mars Express de la Agencia Espacial Europea apuntan a la existencia de enormes depósitos de hielo de agua enterrados bajo la superficie de Marte, en una región cercana al ecuador. Las estructuras podrían alcanzar hasta 3,7 kilómetros de espesor y representar una de las mayores reservas de agua conocidas fuera de las regiones polares del planeta rojo.
Durante años, Marte ha sido considerado un mundo extremadamente seco y frío, pero las misiones espaciales han demostrado que esa imagen es incompleta. Bajo su superficie todavía podrían esconderse enormes cantidades de agua congelada, vestigios de épocas en las que el planeta tuvo un clima muy diferente al actual.
Uno de los indicios más importantes procede de la Formación Medusae Fossae (MFF), una extensa región situada cerca del ecuador marciano. Un nuevo análisis de datos obtenidos por el radar MARSIS, instalado a bordo de la nave Mars Express de la Agencia Espacial Europea (ESA), encontró señales compatibles con depósitos estratificados ricos en hielo de agua.
El estudio, publicado en enero de 2024 en Geophysical Research Letters, concluyó que las estructuras subterráneas podrían alcanzar hasta 3,7 kilómetros de espesor. Si todo el hielo estimado se derritiera, el volumen de agua sería suficiente para cubrir Marte completo con una capa global de entre 1,5 y 2,7 metros de profundidad.
Un hallazgo que necesita una aclaración importante
Aunque en algunas publicaciones se ha relacionado este descubrimiento con la misión ExoMars, existe una diferencia fundamental entre las dos misiones europeas.
La evidencia de los enormes depósitos de hielo en la Formación Medusae Fossae procede de Mars Express y su instrumento MARSIS, un radar capaz de investigar varios kilómetros bajo la superficie marciana. El estudio científico fue dirigido por Thomas R. Watters, del Smithsonian Institution, junto con investigadores de distintas instituciones, y utilizó nuevos datos del radar para analizar la estructura interna de estos depósitos.
Por otro lado, la misión ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) también ha investigado la presencia de agua en Marte. Su instrumento FREND detecta hidrógeno en el subsuelo y permite identificar regiones que podrían contener agua o hielo. Sin embargo, su alcance se concentra en aproximadamente el primer metro de la superficie, por lo que sus resultados son complementarios y no constituyen la confirmación directa de las estructuras de hielo de varios kilómetros descubiertas en la Formación Medusae Fossae.
La distinción es relevante porque evita presentar como un nuevo descubrimiento de ExoMars algo que, en realidad, fue demostrado mediante datos de Mars Express.
¿Dónde está exactamente el posible hielo?
La Formación Medusae Fossae se encuentra cerca del ecuador de Marte, en una zona que coincide aproximadamente con el límite geológico entre las antiguas tierras altas del hemisferio sur y las extensas llanuras bajas del norte.
Se trata de una de las formaciones geológicas más particulares del planeta. Está compuesta por enormes depósitos moldeados por el viento que se extienden durante cientos de kilómetros y que, en algunos lugares, alcanzan varios kilómetros de altura.
Durante mucho tiempo, los científicos no pudieron determinar con certeza de qué estaban hechos estos depósitos.
Una de las hipótesis era que se trataba principalmente de polvo, cenizas volcánicas o sedimentos transportados por el viento. Otra posibilidad era mucho más llamativa: que debajo de una capa superficial de material seco se encontraran enormes cantidades de hielo acumuladas durante una época climática muy diferente de la actual.
Los primeros datos de Mars Express, obtenidos hace más de 15 años, ya habían revelado que la Formación Medusae Fossae poseía propiedades inusuales. Sin embargo, las observaciones no permitían descartar completamente una composición dominada por materiales secos.
El análisis más reciente cambió considerablemente el panorama.
MARSIS: el radar que puede mirar debajo de Marte
La clave del descubrimiento está en MARSIS, siglas de Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding.
Este instrumento funciona enviando ondas de radio de baja frecuencia hacia la superficie marciana. Parte de esas señales penetra en el subsuelo y regresa al vehículo espacial después de reflejarse en diferentes interfaces.
Las características de los ecos permiten estudiar la estructura interna de los materiales.
Cuando existe un cambio significativo en densidad o composición, las señales pueden producir reflejos detectables. Por esta razón, los científicos pueden utilizar los datos del radar para construir una especie de imagen indirecta de lo que se encuentra debajo de la superficie.
En el caso de la Formación Medusae Fossae, MARSIS encontró múltiples reflejos internos que sugieren una estructura formada por diferentes capas.
La configuración recuerda a los depósitos estratificados de hielo observados en las regiones polares de Marte.
Depósitos de hasta 3,7 kilómetros
Uno de los aspectos más sorprendentes de la investigación es el espesor estimado.
Los investigadores determinaron que algunos sectores de la Formación Medusae Fossae pueden alcanzar aproximadamente 3.700 metros de espesor.
La investigación señala que las señales del radar y las propiedades eléctricas de los depósitos son difíciles de explicar únicamente mediante acumulaciones de polvo, ceniza volcánica o sedimentos secos.
El problema está relacionado con la compactación.
Un depósito compuesto exclusivamente por materiales relativamente sueltos debería comprimirse progresivamente debido al peso de las capas superiores. A medida que aumenta la profundidad, el material tendría que hacerse más denso.
Sin embargo, los modelos utilizados por los investigadores indican que los materiales secos considerados como posibles explicaciones no reproducen adecuadamente las propiedades observadas por MARSIS.
La presencia de un componente importante de hielo ofrece una explicación mucho más compatible con las observaciones.
Una gigantesca reserva de agua congelada
Las estimaciones realizadas por los investigadores sitúan el volumen potencial de agua en una escala extraordinaria.
Si el componente rico en hielo de la Formación Medusae Fossae se derritiera completamente, el agua resultante sería suficiente para cubrir toda la superficie marciana con una capa equivalente a entre 1,5 y 2,7 metros de agua.
Esto convertiría a estos depósitos en una de las mayores reservas conocidas de agua fuera de las regiones polares de Marte.
La comparación permite dimensionar la magnitud del hallazgo: no se trataría simplemente de pequeñas bolsas de hielo mezcladas con el suelo, sino de una estructura geológica gigantesca que podría contener una cantidad de agua comparable a una reserva planetaria.
¿Por qué hay hielo en el ecuador de Marte?
La ubicación del posible hielo resulta especialmente interesante.
En la actualidad, las condiciones ambientales cerca del ecuador marciano no son favorables para que grandes cantidades de hielo permanezcan expuestas en la superficie durante largos periodos. La presión atmosférica es extremadamente baja y las temperaturas permiten que el hielo cercano a la superficie se pierda progresivamente por sublimación.
Por esa razón, si efectivamente existen enormes cantidades de hielo bajo la Formación Medusae Fossae, este material tendría que estar protegido por capas superiores de polvo, cenizas u otros sedimentos.
El estudio propone precisamente una estructura en la que una capa seca de varios cientos de metros protege las unidades inferiores, que serían mucho más ricas en hielo.
La presencia de estos depósitos también plantea una cuestión fundamental: no pudieron formarse bajo las condiciones climáticas actuales de Marte.
Los científicos consideran que debieron acumularse durante una etapa anterior de la historia del planeta, cuando el clima marciano permitía que el agua se desplazara y el hielo se estabilizara en regiones donde hoy no podría permanecer durante largos periodos.
Marte tuvo un clima muy diferente en el pasado
El descubrimiento se suma a una creciente cantidad de evidencias que muestran que Marte no siempre fue el desierto helado que conocemos actualmente.
La superficie marciana conserva antiguos canales fluviales, valles erosionados por agua, posibles antiguos lechos lacustres y estructuras relacionadas con grandes cantidades de agua que circularon por el planeta hace miles de millones de años.
La evolución climática de Marte hizo que gran parte de esa agua desapareciera de la superficie. Una fracción pudo perderse hacia el espacio, mientras otra quedó atrapada en minerales o permaneció congelada bajo el terreno.
La Formación Medusae Fossae podría representar una especie de archivo geológico de una de esas etapas climáticas.
Sus capas permitirían estudiar cómo cambiaron las condiciones ambientales del planeta y cuándo se produjeron determinados episodios de acumulación de hielo.
El hielo también puede revelar la historia climática de Marte
Más allá de la cantidad de agua, el verdadero valor científico del hallazgo está en lo que los depósitos podrían revelar sobre el pasado marciano.
Las capas de hielo pueden conservar información relacionada con las condiciones atmosféricas y climáticas existentes cuando se formaron.
En la Tierra, los núcleos de hielo extraídos de glaciares permiten reconstruir cambios climáticos ocurridos durante cientos de miles de años. En Marte, depósitos antiguos de hielo podrían cumplir una función semejante, aunque las técnicas y condiciones serían muy diferentes.
Si se confirma definitivamente la composición de la Formación Medusae Fossae, los científicos podrían obtener nuevas pistas sobre las variaciones de la inclinación del eje marciano, la distribución histórica del agua y los cambios climáticos que experimentó el planeta.
La propia ESA señala que estos depósitos probablemente se formaron durante una época climática anterior, cuando el agua podía acumularse en zonas donde actualmente no sería estable.
¿Es realmente hielo de agua?
Aquí también es necesario mantener cierta cautela científica.
Los investigadores no observaron directamente el hielo con una cámara. La interpretación procede de las propiedades detectadas mediante radar y de modelos físicos que comparan diferentes materiales posibles.
El estudio concluye que las observaciones son compatibles con una estructura rica en hielo y que las alternativas basadas exclusivamente en materiales secos presentan importantes dificultades para explicar los datos.
Sin embargo, la ciencia planetaria distingue entre una evidencia muy sólida de una composición determinada y una observación directa mediante un instrumento que extraiga y analice físicamente una muestra.
Por ello, la propia ESA ha utilizado expresiones como «posibles depósitos de hielo» y ha señalado que una confirmación definitiva requeriría investigaciones adicionales.
¿Qué aporta ExoMars a la búsqueda de agua?
Aunque el gran hallazgo de la Formación Medusae Fossae corresponde a Mars Express, la misión ExoMars Trace Gas Orbiter desempeña un papel importante en el estudio del agua marciana.
El TGO lleva a bordo el instrumento FREND, diseñado para detectar hidrógeno en el subsuelo.
Como el hidrógeno es uno de los componentes de la molécula de agua, una concentración elevada de hidrógeno puede indicar la presencia de agua, aunque la señal también puede estar relacionada con agua químicamente unida a minerales.
FREND estudia principalmente el primer metro de la superficie marciana y ha permitido elaborar mapas de la distribución del hidrógeno en amplias regiones del planeta.
En 2021, los datos de FREND también permitieron identificar una región rica en hidrógeno en Valles Marineris, una gigantesca red de cañones situada cerca del ecuador marciano.
Los investigadores estimaron que, bajo determinadas suposiciones, una parte del material superficial de esa región podría contener una proporción considerable de agua. Sin embargo, la señal podía corresponder a hielo o a agua químicamente vinculada a minerales, por lo que tampoco se trató de una observación directa de un lago subterráneo.
Dos misiones, dos escalas de observación
Los resultados de Mars Express y ExoMars TGO son especialmente interesantes cuando se consideran conjuntamente.
Mars Express, mediante MARSIS, puede estudiar estructuras situadas a profundidades de kilómetros y resulta fundamental para investigar grandes depósitos enterrados.
ExoMars TGO, mediante FREND, proporciona información sobre la distribución de hidrógeno y posibles reservas de agua en el subsuelo más superficial.
La propia ESA explica que ambas misiones ofrecen perspectivas complementarias: Mars Express puede estudiar el hielo a grandes profundidades, mientras que TGO permite investigar el contenido de agua en las capas superiores del suelo.
Esto convierte a las dos misiones en piezas diferentes de una misma investigación: reconstruir dónde está el agua de Marte y cómo se distribuyó a lo largo de su historia.
Una reserva que sería valiosa para futuras misiones humanas
El posible hielo ecuatorial también tiene implicaciones para la exploración humana.
Las futuras misiones tripuladas a Marte necesitarían enormes cantidades de agua. Transportarla desde la Tierra supondría una carga muy elevada, por lo que encontrar reservas locales podría ser fundamental para reducir la cantidad de recursos que tendrían que viajar desde nuestro planeta.
El agua no solo serviría para beber. También podría utilizarse para producir oxígeno y, mediante procesos químicos adecuados, obtener hidrógeno que podría emplearse como combustible.
Por esa razón, los científicos y las agencias espaciales buscan regiones que combinen interés científico con posibles recursos accesibles.
Los depósitos de la Formación Medusae Fossae serían especialmente interesantes por su ubicación relativamente cercana al ecuador.
Sin embargo, existe un enorme inconveniente: el hielo no estaría fácilmente accesible.
El gran problema: está enterrado demasiado profundo
Aunque encontrar varios kilómetros de hielo bajo el ecuador sería extraordinariamente valioso, eso no significa que una futura misión pueda simplemente aterrizar y comenzar a extraer agua.
Según la ESA, los depósitos están cubiertos por cientos de metros de polvo y material seco, lo que los hace inaccesibles para las tecnologías de exploración actuales o para misiones que operen en la superficie.
Esto cambia radicalmente la perspectiva.
El descubrimiento puede ser científicamente extraordinario y, al mismo tiempo, representar un recurso prácticamente inaccesible durante las próximas décadas.
Para aprovecharlo sería necesario desarrollar tecnologías capaces de perforar a profundidades enormes en un entorno extremadamente hostil.
La confirmación definitiva podría requerir perforar Marte
Los radares orbitales permiten estudiar grandes estructuras sin necesidad de aterrizar, pero tienen limitaciones.
Una misión equipada con instrumentos capaces de perforar el subsuelo podría proporcionar una comprobación mucho más directa de la composición de las capas enterradas.
La misión ExoMars Rosalind Franklin, concebida precisamente para estudiar el subsuelo marciano y buscar señales relacionadas con la antigua vida, incorpora tecnologías orientadas a investigar materiales bajo la superficie.
El concepto de ExoMars incluye además el radar WISDOM, diseñado para caracterizar el subsuelo y ayudar a seleccionar lugares adecuados para perforar y obtener muestras.
Sin embargo, esto no significa que Rosalind Franklin vaya a perforar directamente la Formación Medusae Fossae. Su objetivo y lugar de operación son diferentes.
Un descubrimiento que cambia la imagen del Marte actual
La posible existencia de una enorme reserva de hielo bajo el ecuador refuerza una idea cada vez más importante en la exploración marciana: el agua de Marte no desapareció por completo; buena parte de ella podría estar escondida bajo la superficie.
El planeta rojo conserva agua en sus casquetes polares, en el subsuelo y en minerales hidratados. La distribución de esas reservas parece estar relacionada con los cambios climáticos que Marte experimentó durante miles de millones de años.
La Formación Medusae Fossae podría ser uno de los ejemplos más espectaculares de ese proceso.
Y aunque todavía quedan preguntas por responder, los datos de Mars Express han reducido considerablemente la posibilidad de que estas estructuras sean simplemente enormes acumulaciones de polvo o ceniza.
¿Qué significa realmente el hallazgo?
El descubrimiento no significa que los científicos hayan encontrado un océano líquido bajo el ecuador marciano ni que exista agua líquida esperando a ser utilizada.
Lo que indican los datos es la existencia de depósitos subterráneos compatibles con grandes cantidades de hielo de agua, protegidos por capas de material seco.
Tampoco significa que ExoMars TGO haya fotografiado el hielo directamente.
La evidencia procede principalmente del radar MARSIS de Mars Express y de la comparación de las señales obtenidas con las propiedades físicas esperadas para depósitos ricos en hielo. El estudio científico considera que una explicación basada únicamente en materiales secos no consigue reproducir adecuadamente las propiedades observadas.
Por eso, el resultado puede considerarse una de las evidencias más importantes sobre grandes reservas de agua fuera de las regiones polares de Marte, aunque futuras observaciones serán necesarias para determinar con mayor precisión su composición y confirmar completamente la naturaleza del material.
Marte todavía guarda agua bajo sus desiertos
Más de dos décadas después del lanzamiento de Mars Express, la nave continúa aportando información fundamental sobre la historia geológica y climática del planeta rojo.
El hallazgo de la Formación Medusae Fossae demuestra además el valor de analizar nuevamente datos antiguos con técnicas mejoradas. Lo que hace años parecía una estructura misteriosa puede adquirir un significado completamente diferente cuando los científicos cuentan con mejores modelos, más observaciones y nuevas herramientas de procesamiento.
En este caso, los ecos del radar apuntan hacia un Marte que alguna vez fue mucho más dinámico y húmedo de lo que es hoy.
Bajo cientos de metros de polvo podrían permanecer congelados los restos de ese antiguo mundo: enormes capas de agua que quedaron atrapadas cuando el clima marciano cambió.
La gran pregunta ahora no es únicamente cuánta agua queda en Marte, sino también cuándo se formó, cómo llegó hasta allí y qué información conserva sobre el pasado del planeta.
Para futuras misiones robóticas y, eventualmente, para la exploración humana, responder esas preguntas podría ser tan importante como encontrar el hielo mismo.